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J. Korean Soc. Hazard Mitig. > Volume 19(7); 2019 > Article
지반방재
Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation 2019;19(7):383-392.
DOI: https://doi.org/10.9798/KOSHAM.2019.19.7.383    Published online December 31, 2019.
실대형 실험을 통한 강우에 의한 산사태 발생 거동 분석
이광우1, 석재욱2, 강효섭3, 김현기4
1정회원, 로잔연방공과대학교, 건축토목환경공학과 박사후연구원
2정회원, 국립재난안전연구원 방재연구실 시설연구사
3정회원, 국립재난안전연구원 방재연구실 시설연구사
4정회원, 한국철도기술연구원 첨단궤도토목본부 책임연구원
Failure Mechanisms of a Rainfall-induced Landslide using a Full-scale Flume Test
Kwangwoo Lee1, Jaewook Suk2, Hyosub Kang3, Hyunki Kim4
1Member, Postdoctoral researcher, School of Architecture, Civil and Environmental Engineering, École polytechnique fédérale de Lausanne
2Member, Research Officer, Disaster Prevention Research Division, National Disaster Management Research Institute
3Member, Research Officer, Disaster Prevention Research Division, National Disaster Management Research Institute
4Member, Principal Researcher, Advanced Railroad Civil Engineering Division, Korea Railroad Research Institute
Corresponding author:  Hyunki Kim, Tel: +82‐2‐460‐5307, Fax: +82-2-460-5307, 
Email: hkkim@krri.re.kr
Received: 8 October 2019   • Revised: 8 October 2019   • Accepted: 21 October 2019
Abstract
A full-scale flume test was conducted to understand the failure mechanisms of a rainfall-induced landslide. The size of the rectangular flume was 20 m in length, 4 m in width, and 2.5 m in depth, which can reduce the scale effect and considered the size of the slope where the landslide occurred. A video camera was installed to confirm slope failure. Volumetric water contents and matric suction were measured at 6 different depths (0.3 m, 0.6 m, 0.9 m, 1.2 m, 1.5 m, and 1.8 m) in the soil layer. Tilt meters were measured at the slope's surface. A rainfall of 30 mm/h was sprinkled to facilitate the antecedent rainfall effect on slope stability. Then a heavy rainfall intensity of 70 mm/h was applied. The flume test result showed that seepage resulted from the surface, generating critical erosion. Local slides ran rapidly up the slope. Finally, the upper parts of the slope could lose their stability due to the elimination of downslope support. Records from various sensors predicted and observed slope failure owing to heavy rainfall. These results have fundamental implications for forecasting landslide behavior and developing effective warning systems.
Key Words: Landslide, Full‐scale Flume Tests, Rainfall, Water Content, Tilt
요지
강우에 의한 산사태 발생 거동을 분석하기 위하여 실대형 산사태 실험을 수행하였다. 모형 실험의 크기 효과를 배제하기 위하여 실험은 실제 산사태가 발생하는 비탈면의 크기를 고려한 길이 20 m, 폭 4 m, 높이 2.5 m의 대형토조에서 수행되었다. 붕괴 형상은 비디오 카메라를 통해 기록되었으며, 강우에 의한 지반의 거동을 분석하기 위하여 지표면에 경사계를 설치하였고, 지중에 함수비계와 모관흡수력계를 심도(0.3 m, 0.6 m, 0.9 m, 1.2 m, 1.5 m, 1.8 m)를 달리하여 설치하였다. 강우는 선행 강우 30 mm/hr와 극한 강우 70 mm/hr을 인가하였으며, 토질은 국내의 풍화토를 대상으로 하였다. 실험결과, 침투된 강우가 지중에서 흘러내려 유하부에서 유출되었으며, 이로 인해 하부에서 침식이 발생되었다. 침식(국부 파괴)은 상부로 진행되어 지표면의 토사를 유하부로 유출시켰으며, 이로 인해 불안정해진 상부의 비탈면이 붕괴되는 것을 확인하였다. 강우에 의한 산사태는 지표면 침식에 의한 얕은 파괴와 상부의 원호 파괴가 결합된 복합적인 형태로 발생되는 것을 확인할 수 있었다. 센서에 의해 측정된 결과는 강우에 의한 산사태 붕괴를 예측 및 관찰하였다. 특히 지표면경사계의 결과는 산사태 거동 분석 및 예⋅경보 시스템의 기준을 설정하는데 기여할 것으로 판단된다.
핵심용어: 산사태, 실대형 실험, 강우, 함수비, 경사


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